Ti-43Al-(Cr, Mn, Y)合金板材的制备及组织性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zpbaqq1314
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
TiAl合金具有高强度,低密度,优异的抗蠕变性能和抗氧化性能等优点,被认为是新一代极具应用前景的高温结构材料。但TiAl基合金具有本征脆性,室温变形能力较差,制约了其应用发展。研究表明,通过热加工可以有效的细化组织,提高合金的性能。因此本文选择Ti-43Al-(Cr, Mn, Y)合金为研究对象,采用铸锭冶金法制备Ti-43Al-2Cr-1.5Mn-Y和Ti-43Al-1.5Cr-1Mn-Y合金板材,对合金的锻态和轧态组织和力学性能进行研究,分析不同的Cr和Mn添加量对合金热成形性及室温力学性能的影响。对板材进行热处理,分析热处理过程中的组织演变。  采用感应凝壳熔炼制备了Ti-43Al-(Cr, Mn, Y)合金铸锭,铸锭外观完好,并未有较大缺陷。分两种工艺采用包套近等温锻造的方式制备了Ti-43Al-(Cr, Mn, Y)合金锻坯,锻坯外形完整,轮廓均匀,表面质量完好,并未观察到破裂现象。一次锻Ti-43Al-2Cr-1.5Mn-Y合金组织主要由14.2%B2相和79.5%细小γ晶组成,晶粒的平均尺寸为8.6μm,而二次锻组织中除了块状B2相,还析出较多条状的β/B2相,形成了β/B2+γ片层结构,晶粒的平均尺寸为9.6μm。一次锻Ti-43Al-1.5Cr-1Mn-Y合金组织由γ细晶以及拉长的层片晶团构成,而二次锻组织中含有较多的残余片层晶团,组织中 B2相和α2相的含量分别在4%和17.5%左右。锻态Ti-43Al-2Cr-1.5Mn-Y合金的室温抗拉强度为616MPa,室温延伸率为0.32%,锻态Ti-43Al-1.5Cr-1Mn-Y合金的室温抗拉强度为840MPa,室温延伸率为0.92%。  采用包套热轧的方式制备了Ti-43Al-(Cr, Mn, Y)合金板材,初轧温度分别为1170℃和1200℃。板材组织为近γ组织,由80%左右的γ细晶和10%左右的B2相构成,平均晶粒尺寸为7-8μm。采用包套热轧的方式制备了Ti-43Al-1.5Cr-1Mn-Y合金板材,初轧温度分别为1235℃和1250℃。板材组织为双态组织,主要由大量片层晶团和等轴晶粒组成, B2相的含量低于5%,其中γ/α2层片晶团的含量在50%-70%之间,尺寸在10μm左右,再结晶γ晶粒尺寸在5μm以下,合金的平均晶粒尺寸为6μm左右。两种合金轧板的室温拉伸性能都比较优良,轧态Ti-43Al-2Cr-1.5Mn-Y合金的室温抗拉强度为696MPa,延伸为1.22%。轧态Ti-43Al-1.5Cr-1Mn-Y合金的室温抗拉强度高达864MPa,延伸率可达2.03%。可见细小的双态组织具有更佳的性能,并且B2相的增加会导致合金室温塑性降低。  对合金板材进行热处理,分析热处理过程中的组织演变,确定两合金的热处理工艺。Ti-43Al-2Cr-1.5Mn-Y合金的全片层处理工艺为1300℃/30min/FC,热处理后片层晶团粗大,尺寸在100-200μm之间,合金性能降低,室温抗拉强度为589MPa,延伸率为0.6%。Ti-43Al-2Cr-1.5Mn-Y合金的双态组织的热处理工艺为1250℃/4h/FC,热处理后组织中片层晶团尺寸在20-40μm之间,等轴γ晶粒的尺寸在10-20μm之间,合金的室温抗拉强度降低至495MPa,延伸率提高至0.5%。由于轧态Ti-43Al-1.5Cr-1Mn-Y合金的原始组织即为双态组织,故对其进行近片层和全片层热处理。TiAl合金的近层片热处理工艺为1300℃/10min/FC,组织中的片层晶团尺寸在50-80μm之间,其室温抗拉强度为491MPa,属于脆性断裂。TiAl合金的全层片热处理工艺为1320℃/10min/FC,组织中片层晶团尺寸约为60μm。室温抗拉强度为680MPa,延伸率为1.02%。
其他文献
随着畜牧业的发展,盲目使用抗生素和激素的现象越来越多。进入动物体内的抗生素和激素有相当一部分不能够被完全代谢,会以原形和活性代谢产物的形式通过粪便排到体外,形成持
农业面源污染已成为巢湖流域污染的主要来源,化肥施用的贡献尤为显著,同时加剧了巢湖水体的富营养化现象,使得该流域内农业面源污染的控制极为迫切。本实验采用巢湖流域主要的种
树立积极生命意义感、提高社会适应性是促进民办高校大学生成长的重要因素.以吉林省长春市民办高校学生为例,选取400名在校生,使用《生命意义感量表》与《大学生适应性量表》
本文通过对荣华二采区10
期刊
高强β钛合金具有优异的深淬透性、冷热成型性能好、易热处理及抗腐蚀性能优异等特点,已成为航空航天领域重要的结构材料;且由于其比强度高等优点,使其在装甲防护领域也成为
基于广东青少年体育锻炼的实证调查,研究青少年体育锻炼现状、存在问题及影响因素.研究认为,广东青少年体育锻炼存在大部分学生体育锻炼频率不足、部分学校体育课被挤占、学
青年人才是国有企业科学技术发展创新的主干群体.本文以国有企业青年人才为研究对象,分析了国企青年的高学历化、国际化等群体特征,阐述了目前理想信念教育在国企青年理论素
本文通过对荣华二采区10
期刊
在西方慈善事业的演化背后,存在着“圣与俗”两种动力,基督教对灵魂救赎建造上帝之国的追求与古典理性文化中的公民互助精神交织在一起,共同形塑着西方慈善伦理的内涵.在慈善